RU2160718C1

RU2160718C1 - Method of purification of soil and water from oil and products

Info

Publication number: RU2160718C1
Application number: RU99114070/13A
Authority: RU
Inventors: Г.Г. Ягафарова; М.Э. Сухаревич; В.Б. Барахнина; Е.Г. Ильина; И.Р. Ягафаров; В.И. Яковлев
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2000-12-20

Abstract

FIELD: biological purification of soil and water from oil and oil products. SUBSTANCE: method consists in successive introduction into purified substance of products BMK of oxidation of shale kerogens in aqueous-alkali medium in amount of 0.001-0.002 wt.%, then, microorganisms Rhodococcus erithropolis AC-1339D with nutrient medium. EFFECT: higher efficiency of purification of soil and water from oil pollution. 2 cl, 5 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к биологической очистке почвы и воды от нефти и нефтепродуктов, к охране окружающей среды и может быть использовано в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности, при транспортировке и хранении нефти. The invention relates to the biological treatment of soil and water from oil and oil products, to environmental protection and can be used in the oil and oil refining industries, during transportation and storage of oil.

Известен способ очистки нефтяного дистиллята, полученного микробиологической депарафинизацией нефти от продуктов метаболизма реагентной обработкой. В качестве реагентов используют ионообменные высокомолекулярные соединения, а перемешивание осуществляют в псевдосжиженном слое ферромагнитной насадки воздействием неоднородного вращающегося электромагнитного поля (А.С. N 1474099, кл СО 2 F 1/41). A known method of purification of petroleum distillate obtained by microbiological dewaxing of oil from metabolic products by reagent treatment. As reagents, ion-exchange high-molecular compounds are used, and mixing is carried out in a fluidized bed of a ferromagnetic nozzle by the action of an inhomogeneous rotating electromagnetic field (A.S. N 1474099, cell CO 2 F 1/41).

Недостатком данного способа очистки нефтяного дистиллята является применение дорогостоящих ионообменных соединений, а также сложного оборудования. The disadvantage of this method of refining petroleum distillate is the use of expensive ion-exchange compounds, as well as sophisticated equipment.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов (Патент РФ N 1805097 С 02 F 3/34, E 02 В 15/04 Бюл. 12, 1993), заключающийся в том, что готовят водную смесь, включающую штамм Rhodococcus erythropolis AC-1339Д с плотностью 10⁵-10⁶ клеток в 1 мл и диаммофос из расчета 0,03 мас.%. Микроорганизмы выращивают в жидкой минеральной среде Маккланга с парафином. Приготовленную водную смесь равномерно распределяют на нефтезагрязненную почву из расчета 1 л на 1 м². По истечении 40-60 суток оценивают количественно оставшуюся нефть методом спектрофотометрии.The closest technical solution to the claimed invention is a method of purification of soil and water from oil and oil products (RF Patent N 1805097 C 02 F 3/34, E 02 B 15/04 Bull. 12, 1993), which consists in preparing an aqueous mixture including the strain Rhodococcus erythropolis AC-1339D with a density of 10 ⁵ -10 ⁶ cells in 1 ml and diammophos at the rate of 0.03 wt.%. Microorganisms are grown in liquid mineral medium Macklang with paraffin. The prepared water mixture is evenly distributed on oil-contaminated soil at the rate of 1 liter per 1 m ² . After 40-60 days, the remaining oil is quantified by spectrophotometry.

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность способа очистки почвы и воды от нефти и нефтепродутков. A disadvantage of the known technical solution is the low efficiency of the method of cleaning the soil and water from oil and oil products.

Предлагаемое изобретение решает техническую задачу повышения эффективности и способа микробиологической очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов за счет обеспечения диспергирования нефти и нефтепродуктов перед внесением микроорганизмов с питательной средой. The present invention solves the technical problem of increasing the efficiency and method of microbiological treatment of soil and water from oil and oil products by ensuring the dispersion of oil and oil products before introducing microorganisms with a nutrient medium.

Сущность способа очистки почвы и воды от нефти и нефтепродуктов заключается во внесении в очищаемую среду микроорганизмов Rhodococcus erythropolis AC-1339Д с питательной средой, причем, согласно изобретению, перед внесением микроорганизмов с питательной средой в очищаемую среду вносят высокомолекулярные кислоты от C₆ до C₂₂ в количестве 0,001-0,002 мас.%, полученные путем окисления керогена сланцев в водно-щелочной среде (См. В.А. Проскуряков, С. В. Соловейчик. Окисление гдовского сланца в водно-щелочной среде. Прикладная химия, 1965, т. 38, N 3 - с.632.).The essence of the method for cleaning soil and water from oil and oil products consists in introducing Rhodococcus erythropolis AC-1339D microorganisms into the medium to be cleaned, and, according to the invention, high molecular weight acids C ₆ to C ₂₂ are added to the medium to be purified into the medium to be purified. the amount of 0.001-0.002 wt.% obtained by oxidation of the kerogen of shale in an aqueous alkaline medium (See V. A. Proskuryakov, S. V. Soloveichik. Oxidation of Gdov shale in an aqueous alkaline medium. Applied Chemistry, 1965, v. 38 , N 3 - p. 632.).

Способ осуществляют следующим образом. В очищаемую среду, содержащую нефть и/или нефтепродукты, добавляли раствор высокомолекулярных кислот (ВМК) из расчета 0,001; 0,003; 0,005 мас.%. Затем засевали 3% объем бактериальной взвеси Rhodococcus erythropolis AC-1339Д. О биотрансформации нефти судили по известной методике спектрофотометрически. Кроме того, ежесуточно определяли количество живых клеток методом Коха, а также биомассу весовым методом на мембранных фильтрах. Ниже приведены примеры осуществления способа. The method is as follows. A solution of high molecular weight acids (BMC) was added to the cleaned medium containing oil and / or oil products at the rate of 0.001; 0.003; 0.005 wt.%. Then a 3% volume of bacterial suspension of Rhodococcus erythropolis AC-1339D was seeded. The biotransformation of oil was judged by a known method spectrophotometrically. In addition, the number of living cells was determined daily by the Koch method, as well as biomass by the weight method on membrane filters. The following are examples of the method.

Пример 1. Минеральную среду состава, г/л дистиллированной воды: NaNo₃ - 2,0; MgSO₄•7H₂O - 0,5; K₂HPO₄ - 1,0; Fe₂(SO₄)₃ - 0,001; ZnSO - 0,002 разливали по 100 мл в качалочные колбы объемом 250 мл и стерилизовали при 1 атм. в течение 30 мин. Предварительно простерилизованную нефть вносили в количестве 1 мас. %, добавляли стерильный раствор ВМК из расчета 0,001; 0,003; 0,005 мас.%, затем засевали 3% объем бактериальной взвеси. Выращивание осуществляли на термостатированной качалке при 180 об/мин и температуре 30^oC. Опыты ставились в трех повторностях. Контролем служили: минеральная среда и нефть без бактерий, минеральная среда с культурой без нефти, минеральная среда, нефть и бактерии. По истечении 36 ч в опытных колбах наблюдали сильное уменьшение нефти. О биотрансформации нефти судили по известной методике спектрофотометрически на спектрофотометре UR-20 при 2923 см^-1, предварительно экстрагируя нефть четыреххлористым углеродом. Кроме того, ежесуточно определяли количество живых клеток методом Коха (Теппер В. 3., Шильникова Г. И. Практикум по микробиологии. М.: Колос, 1979, - 211 с.), а также биомассу весовым методом на мембранных фильтрах N 1. Для этого мембранные фильтры доводили до постоянного веса. Результаты приведены в табл. 1 и 2.Example 1. The mineral medium composition, g / l of distilled water: NaNo ₃ - 2.0; MgSO ₄ • 7H ₂ O - 0.5; K ₂ HPO ₄ - 1.0; Fe ₂ (SO ₄ ) ₃ - 0.001; ZnSO - 0.002 was poured into 100 ml into 250 ml rocking flasks and sterilized at 1 atm. within 30 minutes Pre-sterilized oil was made in the amount of 1 wt. %, sterile BMC solution was added at the rate of 0.001; 0.003; 0.005 wt.%, Then a 3% volume of bacterial suspension was seeded. The cultivation was carried out on a thermostatic shaker at 180 rpm and a temperature of 30 ^o C. The experiments were performed in triplicate. The controls were: mineral medium and oil without bacteria, mineral medium with a culture without oil, mineral medium, oil and bacteria. After 36 hours, a significant decrease in oil was observed in the experimental flasks. The biotransformation of oil was judged by a known method spectrophotometrically on a UR-20 spectrophotometer at 2923 cm ^-1 , previously extracting the oil with carbon tetrachloride. In addition, the number of living cells was determined daily by the Koch method (Tepper V. 3., Shilnikova G.I. Microbiology Workshop. M .: Kolos, 1979, 211 p.), As well as biomass by the weight method on membrane filters No. 1. For this, membrane filters were brought to constant weight. The results are shown in table. 1 and 2.

Как видно из табл. 1, прирост количества бактерий Rhododoccus erythropolis АС-1339Д в среде с ВМК выше и составил через 24 ч 8•10⁷ кл/мл (нач. 1•10⁶ кл/мл), а прирост биомассы за это же время на 0,1 г/л выше. При этом степень биодеструкции нефти за 24 ч в среде с ВМК уже при 0,001-0,002 мас.% на 19 и 40% выше соответственно. Очевидно, что ВМК обладает ростстимулирующим действием на исследуемые микроорганизмы.As can be seen from the table. 1, the increase in the number of bacteria Rhododoccus erythropolis AC-1339D in the medium with IUD is higher and after 24 hours was 8 • 10 ⁷ cells / ml (beginning 1 • 10 ⁶ cells / ml), and the increase in biomass over the same time by 0.1 g / l above. At the same time, the degree of biodegradation of oil in 24 hours in a medium with IUD is already at 0.001-0.002 wt.% 19 and 40% higher, respectively. It is obvious that IUD has a growth-stimulating effect on the studied microorganisms.

Пример 2. В серии опытов Rhodococcus erythropolis АС-1339Д выращивали в минеральной среде вышеприведенного состава с добавлением в качестве единственного источника углерода и энергии гексадекана, дизельного топлива, сырой нефти Туймазинского месторождения РБ и мазута в количестве 1 мас.% и ВМК - 0,002%. Example 2. In a series of experiments, Rhodococcus erythropolis AC-1339D was grown in a mineral medium of the above composition with the addition of hexadecane, diesel fuel, crude oil of the Tuymazinsky field of the Republic of Belarus and fuel oil in an amount of 1 wt.% And VMK - 0.002% as the sole source of carbon.

Условия засева и выращивания описаны выше. Культивирование проводили в течение 36 часов. О биодеградации дизельного топлива, нефти, мазута судили путем количественного анализа методом экстракции этих соединений четыреххлористым углеродом с помощью измерения оптической плотности экстракта при 2923 см^-1 на спектрофотометре UR-20, а гексадекана при 1460 см^-1 (чертеж).Sowing and growing conditions are described above. Cultivation was carried out for 36 hours. The biodegradation of diesel fuel, oil, and fuel oil was judged by quantitative analysis by extraction with carbon tetrachloride by measuring the optical density of the extract at 2923 cm ^-1 on a UR-20 spectrophotometer, and hexadecane at 1460 cm ^-1 (drawing).

В результате исследований выявлено, что ВМК ускоряет биотрансформацию не только легких фракций нефти: гексадекана, дизельного топлива, но и тяжелую фракцию нефти - мазут. После 36 суток культивирования Rhodococcus erythropolis АС-1339Д в среде с ВМК биодеградация гексадекана выше на 19%, дизельного топлива - 17%, нефти - 16%, мазута -15%. As a result of studies, it was found that the VMC accelerates the biotransformation of not only light oil fractions: hexadecane, diesel fuel, but also heavy oil - fuel oil. After 36 days of cultivation of Rhodococcus erythropolis AC-1339D in an environment with IUD, biodegradation of hexadecane is higher by 19%, diesel fuel - 17%, oil - 16%, fuel oil -15%.

Пример 3. Изучали влияние ВМК 0,002 мас.% на биодеградацию нефти Туймазинского месторождения РБ в среде с содержанием NaCl 1, 3, 5 и 7%. Культивирование проводили в течение трех суток. Инокуляцию Rhodococcus erythropolis АС-1339Д и ее культивирование проводили по вышеописанной методике. Результаты исследований представлены в табл. 3. Example 3. We studied the effect of VMC 0.002 wt.% On the biodegradation of oil of the Tuymazinskoye field of RB in a medium with a NaCl content of 1, 3, 5 and 7%. Cultivation was carried out for three days. Inoculation of Rhodococcus erythropolis AC-1339D and its cultivation was carried out according to the method described above. The research results are presented in table. 3.

Как видно из таблицы 3, ВМК сохраняют свою активность и в среде с содержанием NaCl до 7%, при этом по сравнению с контрольной средой, не содержащей ВМК, биодеструкция нефти (1 мас.%) повышается в среднем на 30%, а при 3 мас. % - на 17%. As can be seen from table 3, BMCs retain their activity in a medium with a NaCl content of up to 7%, while compared with a control medium that does not contain a BMC, oil biodegradation (1 wt.%) Increases by an average of 30%, and at 3 wt. % - by 17%.

Пример 4. Проводили изучение влияния ВМК 0,002 мас.% на биотрансформацию нефти в почве. Для этого в фарфоровые чашки объемом 0,2 л помещали по 100 г чернозема. Влажность почвы доводили до 60% от общей влагоемкости. В первую серию чашек вносили нефть (1 мас.%) + ВМК (0,002 мас.%). Посевной материал вносили из расчета 5% по объему. Контролем служили чашки Петри без инокуляции и без ВМК. Время культивирования - 40 суток. Example 4. Conducted a study of the effect of IWC of 0.002 wt.% On the biotransformation of oil in the soil. For this, 100 g of chernozem was placed in 0.2 L porcelain cups. Soil moisture was adjusted to 60% of the total moisture capacity. Oil (1 wt.%) + VMC (0.002 wt.%) Was added to the first series of cups. Seeds were added at a rate of 5% by volume. The control was Petri dishes without inoculation and without IUD. The cultivation time is 40 days.

Количественный учет нефти вели весовым методом (Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. - М.: Химия, 1973, - 215 с.), предварительно экстрагировав ее четыреххлористым углеродом. Результаты исследований приведены в табл. 4. The quantitative accounting of oil was carried out by the gravimetric method (Lurie Yu.U. Unified methods of water analysis. - M.: Chemistry, 1973, - 215 pp.), Previously extracted with carbon tetrachloride. The research results are given in table. 4.

Таким образом, внесение ВМК (0,002 мас.%) в почву, загрязненную нефтью (1 мас.%), способствует повышению эффекта биоочистки от нефти после 40 суток культивирования в среднем на 7%. Thus, the introduction of IUDs (0.002 wt.%) Into the soil contaminated with oil (1 wt.%) Helps to increase the effect of bio-purification of oil after 40 days of cultivation by an average of 7%.

Пример 5. Очистка сточной воды ОАО "Уфанефтехим"
Два литра сточной воды, содержащей смесь нефтепродуктов (1 мас.%), наливали в лабораторный аэротенк объемом 5 литров. Вносили посевной материал в количестве 5 об.%. Добавляли в качестве дополнительных питательных элементов, г/л: (NH₄)₂SO₄ - 1, K₂HPO₄ - 0,5. При помощи 5%-ного раствора NaHCO₃ доводили pH до 7. После этого вносили ВМК из расчета 0,002 мас.%. В аэротенк при помощи компрессора продували воздух в количестве 15-20 л/мин. О результатах биоочистки судили по остаточному количеству нефтепродуктов, приросту численности микроорганизмов и их биомассы (табл. 5).Example 5. Wastewater treatment of OJSC "Ufaneftekhim"
Two liters of wastewater containing a mixture of petroleum products (1 wt.%) Was poured into a laboratory aeration tank with a volume of 5 liters. Sowing material was introduced in an amount of 5 vol.%. Added as additional nutrients, g / l: (NH ₄ ) ₂ SO ₄ - 1, K ₂ HPO ₄ - 0.5. Using a 5% NaHCO ₃ solution, the pH was adjusted to 7. After that, the BMC was added at the rate of 0.002 wt.%. 15-20 l / min air was blown into the aeration tank using a compressor. The results of bio-purification were judged by the residual amount of petroleum products, the increase in the number of microorganisms and their biomass (Table 5).

Из табл. 5 видно, что ВМК значительно повышает степень очистки (на 5%) и производственных сточных вод, содержащих комплекс нефтепродуктов. From the table. Figure 5 shows that VMK significantly increases the degree of purification (by 5%) and industrial wastewater containing a complex of petroleum products.

Предлагаемое изобретение может найти применение в биологической очистке воды и почвы от нефти и нефтепродуктов в нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей промышленности при транспортировке и хранении нефти. The present invention can find application in the biological treatment of water and soil from oil and oil products in the oil and refining industries during transportation and storage of oil.

Claims

1. The method of purification of soil and water from oil and oil products, comprising introducing into the cleaned medium microorganisms Rhodococcus erythropolis AC-1339D with a nutrient medium, characterized in that before introducing microorganisms with a nutrient medium, high molecular weight acids from C ₆ to C ₂₂ are introduced into the medium to be cleaned the amount of 0.001 to 0.002 wt.%.

2. The method of purification of soil and water from oil and oil products according to claim 1, characterized in that they use high molecular weight acids obtained by oxidation of the shale kerogen in an aqueous alkaline medium.